პოლიმერიზაცია არის ქიმიური პროცესის სახელი, რომლის შედეგადაც წარმოიქმნება მაკრომოლეკულები (დიდი მოლეკულები), რომლებსაც პოლიმერები უწოდებენ, მცირე მოლეკულების, მონომერების კომბინაციის გზით.
-ის რეაქცია პოლიმერიზაცია ის ძალიან გავრცელებულია ბუნებაში, როგორც ვხედავთ ნახშირწყლებში (სახამებლის მსგავსად) და ცილებში (როგორც კაზეინი რძეში). ის ასევე ხდება სინთეზურად, რადგან ადამიანების მიერ ყოველდღიურ ცხოვრებაში გამოყენებული პოლიმერების დიდი უმრავლესობა ხელოვნურად არის დამზადებული.
პირველი პოლიმერი წარმოებული პოლიმერიზაცია სინთეზური იყო ბაკელიტი, 1909 წელს, ბელგიელი ქიმიკოსის ლეო ჰენდრიკ ბეიკლანდის მიერ.
ზოგადად, მონომერის გაერთიანება სხვასთან (იგივეა თუ განსხვავებული) რეაქციაში პოლიმერიზაცია, აუცილებელია ორივე მონომერში თავისუფალი ვალენტობის არსებობა (შესასრულებელი ქიმიური ბმა).
ეს ვალენტობები წარმოიქმნება ობლიგაციების გაწყვეტის შედეგად, კატალიზატორების (როგორიცაა ნიკელის) გამოყენებით. გარე პირობები, როგორიცაა სინათლე და სითბო, ან სტრუქტურაში რეზონანსის ფენომენით (ელექტრონების ცვლა).
მაგალითად, პოლიპროპილენის (PP პოლიმერის) წარმოქმნისას, რომელიც გამოიყენება საყოფაცხოვრებო ჭურჭელში და სათამაშოებში,
პი ბმული (π) თითოეულ მოლეკულაში იშლება შემდეგნაირად:
პი ბმის რღვევა პროპილენში
ამრიგად, პროპილენის თითოეულ მონომერს შეუძლია დაუკავშირდეს ორ სხვა პროპილენის მონომერს და შექმნას პოლიმერი PP ან პოლიპროპილენი (პრეფიქსი poly მიუთითებს რამდენიმე მონომერულ ერთეულზე). პოლიმერის წარმოდგენის ყველაზე ხშირი გზა აქვს მონომერი ფრჩხილებს შორის და გარედან ასო n, რომელიც მიუთითებს რამდენიმე მონომერზე, როგორც ვხედავთ PP პოლიმერის შემთხვევაში:
PP პოლიმერის წარმომადგენლობა
-ის რეაქცია პოლიმერიზაცია შეიძლება გაკეთდეს სხვადასხვა გზით, როგორც ქვემოთ ვნახავთ:
ა) რეაქცია დამატებით პოლიმერიზაცია
Ამაში პოლიმერიზაცია, მონომერში ყოველთვის არის pi ბმის წყვეტა, რაც იწვევს სტრუქტურაში ორი თავისუფალი ვალენტობის გამოჩენას, როგორც ფორმირებისას. პოლიეთილენი, პოლიმერი ფართოდ გამოიყენება ფარმაცევტულ შეფუთვაში.
პოლიეთილენის დამატების პოლიმერული სტრუქტურული ფორმულა
ზე პოლიმერიზაცია პოლიეთილენის მონომერად გამოიყენება ეთილენის მოლეკულები (ეთენი), რომლებსაც აქვთ პი ბმა ნახშირბადის ორ ატომს შორის. როდესაც ეს ბმა იშლება, ორი თავისუფალი ვალენტობა ჩნდება, ერთი ნახშირბადის თითოეულ ატომზე, რომელიც ჩართული იყო pi კავშირში. მონომერები ზუსტად ერთდებიან თითოეულ ამ ვალენტობაში, ანუ ერთის ვალენტობა დაკავშირებულია მეორის ვალენტობასთან და ა.შ.
პოლიეთილენის ფორმირების განტოლება
ბ) დამატების პოლიმერიზაციის რეაქცია 1.4
ამ პოლიმერიზაციისას მონომერები წარმოადგენენ ორ მონაცვლეობით ორმაგ ბმას (ერთი პი და ერთი სიგმა), რაც ხელს უწყობს ფენომენს. რეზონანსის (pi ბმის პი ელექტრონების პოზიციის მონაცვლეობა), როგორც სინთეზური რეზინის წარმოქმნისას (პოლიბუტადიენი)
პოლიბუტადიენის სტრუქტურული ფორმულა
ამ პოლიმერის მონომერული ერთეულია ბუტადიენი, რომელსაც აქვს ორი მონაცვლეობითი ორმაგი ბმა. რეზონანსით, სტრუქტურას აქვს ორმაგი ბმა ნახშირბადებს შორის 2 და 3, და ორი თავისუფალი ვალენტობა 1 და 4 ნახშირბადებს შორის. ზუსტად ამ ნახშირბადის 1 და 4 თავისუფალ ვალენტობებში გაერთიანებულია მონომერები.
ბუტადიენის რეზონანსი
გ) რეაქცია კონდენსაციის პოლიმერიზაცია ან აღმოფხვრა
ეს არის რეაქცია პოლიმერიზაცია რომელშიც ორი მონომერი (იგივე ან განსხვავებული) ერთდროულად კარგავს ატომს ან ჯგუფს, რის შედეგადაც თითოეულ მათგანში ორი თავისუფალი ვალენტობაა. ამ გზით, ყოველთვის ხდება წყალბადის ელიმინაცია მონომერიდან, რომელიც შემდეგ უერთდება ჰალოგენს (F, Cl, Br, I), OH, NH.2ან სხვა მონომერის CN-მდე.
ასე რომ, წელს პოლიმერიზაცია ელიმინაციის გზით, ყოველთვის წარმოიქმნება წყალი, ჰალოგენირებული მჟავა (HCl, HI, HF, HBr), ამიაკი (NH).3) ან ჰიდროციანმჟავა (HCN) პოლიმერის გარდა. იხილეთ, მაგალითად, პოლიესტერის წარმოქმნის წარმოდგენა, მასალა, რომელიც გამოიყენება ქსოვილად:
პოლიესტერის ფორმირების განტოლება
პოლიესტერი წარმომქმნელი მონომერებია p-ბენზოლედიოინის მჟავა და ეთან-1,2-დიოლი. ჩვენ შეგვიძლია დავაკვირდეთ ამას პოლიმერიზაცია ხდება წყლის მოლეკულების ელიმინაცია, ვინაიდან ორ მონომერს აქვს ორი ჰიდროქსილი. ამ პროცესში, მჟავა კარგავს ორ ჰიდროქსილს, ხოლო ალკოჰოლი კარგავს მხოლოდ წყალბადს მისი ჰიდროქსილებისგან:
პოლიესტერის სტრუქტურა
პოლიესტერის მონომერებს უერთდება ჟანგბადი ალკოჰოლში და ნახშირბადი კარბოქსილის მჟავაში.
ჩემ მიერ დიოგო ლოპეს დიასი
წყარო: ბრაზილიის სკოლა - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-polimerizacao.htm